JP2000511123A - 積層した燃料および蒸気用戻り配管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 炭化水素の蒸気に対して不浸透性の多層管１１がナイロンの外層１２と、２枚の接着層によって相互に接着された、例えばＥＴＦＥのような蒸気障害内層１５とによって形成される。積層された管が共有押出し成形される。２枚の接着層に対する剪断力が調整され、第１の接着層１３をナイロンの外層に向って、第２の接着層１４をＥＴＦＥ障害層１５に向って押圧する。このため積層管の急速な共有押出し成形を可能とする。双方の接着層はナイロンとＥＴＦＥとの混合物から形成されることが好ましい。ＥＴＦＥに対するナイロンの比率は、第１の接着層がナイロンの層に対して優位的に接着され、第２の接着層がＥＴＦＥ層に対して優位的に接着されるように、そして双方の接着層が相互に対して接着するように調整し得る。

Description

【発明の詳細な説明】 積層した燃料および蒸気用戻り配管発明の背景 世界中で、炭化水素排気は環境当局の重要な関心の的になっている。自動車か らの炭化水素排気を減少させる一方法は燃料配管および蒸気用配管を通しての炭 化水素排気を阻止することである。過去において、これらの配管は、特に強力で はあるが、炭化水素蒸気に対する障害特性が比較的劣っているナイロンから形成 されていた。この問題に対する解決方法は、ナイロンに積層され、障害特性を改 良する一枚以上の層を有する積層燃料配管を提供することであった。蒸気配管と は対照的に燃料配管はまた、燃料が燃料配管を通過するにつれて発生する静電電 荷を消散させることが可能な内側伝導層を必要とする。 障害層の殆どは、例えばエチレン テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）およ びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のような弗化炭化水素とされる傾向 がある。これらの障害層に関わる問題はそれらがナイロンによく接着しないこと である。フッ素化した炭化水素重合体をプラズマ処理することが採用され、ある 程度は成功を収めているが依然として剥離の問題があり、更に比較的高価につく 。ヌーン他(Noone et al)による米国特許第5,383,0987号は融和性接着材(compat ibilizing adhesive)により内側障害層に接合された外側のナイロンの層を使用 することを開示している。残念ながら、実際にはナイロンとフッ素化したポリマ の双方を融和性接着剤で接着させることは極めて難しい。発明の要約 本発明はポリアミド、すなわちナイロンの外層を二重接着層によりフッ素化し た重合体の内層に積層し得るとの認識に基づいている。これらの４枚の剪断力が 高い状態で押し出されたフッ素化した重合体の外面の近傍で、内側接着層と共に 共有押出し成形され、一方ナイロンの近傍での外側接着剤は剪断力が低い状態で 押し出しされる。このため、内側層がフッ素化した重合体層に向って押圧され(b ias)、外側層はナイロンの層に向って押圧される。 接着剤は同じ接着剤か、あるいは異なる接着剤とすることができる。ナイロン およびフッ素化した重合体層との間の接着をさらに向上させるために種々の接着 剤が選択可能である。更に、本発明は炭素あるいは金属含浸重合体から形成され た最内側伝導性層を含み得る。 本発明の目的や利点は以下の詳細説明および図面に照らせば更によく認められ る。図面の簡単な説明 図１は本発明に従って作られた燃料配管の斜視図、 図２は図１の線２−２に沿って見た断面図である。詳細説明 本発明は燃料あるいは炭化水素の蒸気を運ぶようにつくられた積層管１１であ る。前記管１１はポリアミドおよび特にナイロンから形成されることが好ましい 、冷間での耐衝撃性層(cold impact resistant layer)である外側層１２を含む 。外側層１２に隣接して第１の融和性接着層１３がある。第１の融和性接着層１ ３に隣接して第２の融和性接着層１４がある。これらの２枚の層は組み合わされ てナイロンの層１２の障害層１５に対する接着を促進する。障害層１５に接着さ れた最内側層は任意の伝導層１６である。 全ての層は溶融処理可能の熱可塑性物質から形成されている。外側層１２は、 紫外線による劣化、熱による極端な変化、例えば塩化亜鉛のような環境公害、お よびエンジンオイルおよびブレーキ液との接触による劣化に対して抵抗性のある いずれかの溶融処理可能で、押し出し可能な熱可塑性材料から作り得る。これら は全て燃料配管に対する標準的な要件である。一般に、外側層はポリアミド、好 ましくはナイロン１１、ナイロン１２またはナイロン６から形成される。これら の熱可塑性材料は例えば、サントプレーン社(Santoprene)、クラーテン社(Krate n)、セラリンク社(Seralink)およびバイケム社(Vichem)から市販されている。ナ イロン製の外側層は約６８５ミクロンから約７１５ミクロンまで、好ましくは約 ７００ミクロンの厚さを有することができる。 層１２に隣接した融和性接着層１３はナイロン層１２に接着され、また第２の 融和性接着層１４に接着された熱可塑性材料である。適当な接着層は弗化ポリビ ニリデン重合体、弗化ボリビニル重合体、およびそれらの混合物を含む弗化ポリ ビニル化合物のような溶融処理可能な熱可塑性弗化プラスチック重合体を含む、 特に適当なのはフッ素化した重合体接着剤とポリアミド接着剤である。そのよう な一接着剤がダイケン(Daiken)のＤＵＸ４３Ｊの商標で市販されている。この接 着剤は重量比でナイロン約６０％、ＥＴＦＥ４０％である。 第１の融和性接着層１３は極めて薄く、一般に厚さが約１０ミクロンから１５ ミクロンまでである。一般にその厚さは以下説明する処理条件によって変わる。 好ましい厚さは約１０ミクロンである。 第２の融和性接着層１４は障害層１５と第１の融和性接着層との双方に対して 相容性であるいずれかの接着層にすることができる。接着層１３と１４とは同じ 材料であるか、あるいは同じ材料の異なる混合物のものとすることができる。一 好適実施例においては、第１の融和性接着剤はポリアミド(ナイロン)とフッ素化 した重合体との混合物である。第２の融和性接着層もまた、ポリアミドとフッ素 化した重合体との混合物である。しかしながら、第１の融和性接着層はナイロン の外側層との接着を促進するため、ポリアミドを添加している。すなわち、第１ の融和性接着剤は障害層に対してよりもナイロン層に対して優位的に接着される 。このことは接着剤におけるナイロンの割合を増加することにより実行される。 同様に、第２の融和性接着剤はナイロン層に対するよりも障害層に対して優位的 に接着される。このことは第２の融和性接着剤のフッ素化した重合体の含有量を 増加することにより実行される。第２の接着剤は重量比で４０％のナイロンと６ ０％のＥＴＦＥの混合物を提供するようＥＴＦＥを追加したダイケン(Daiken)の ＤＵＸ４３Ｊである。 第２の融和性接着層の厚さも以下述べる処理条件によって決まる。一般に、厚 さは８０から１００ミクロンまでで、９０ミクロンが好ましい。 障害層１５も溶融処理可能な熱可塑性材料である。一般に、これはフッ素化し た重合体である。好ましい材料はポリテトラフルオロエチレン、エチレンテトラ フルオロエチレンおよび弗化ポリビニリデンを含む。エチレン テトラフルオロ エチレンはダイケン社からＥＰ１６０の商標で購入することが出来る。 任意に、前記管は燃料配管として使用される最内側伝導層１６を含むことがで きる。これは蒸気の戻り配管には含まれない。該伝導層はカーボンファイバある いは障害層１５に対して相容性の金属含浸材料である。それは、一般に１０^-4か ら１０^-9オーム／ｃｍ²までの範囲の静電荷を放散するに十分な量の導電性材料 を含浸した層１５と同じ重合体から形成される。伝導性材料は銅、銀、金、ニッ ケル、珪素およびそれらの混合物を含むものの、カーボンファイバが好ましい。 この層に含まれている伝導性材料の量は重量比で５％から１０％までである。そ のような伝導性材料はダイケン社からＥＰ６１０ＡＳとして購入可能である。 本発明による管は共有押出し成形(coextrusion)によって形成される。温度と 流量とは特定の重合体によって変わる。しかしながら、第１と第２の融和性接着 層１３，１４に関しては、流量を調整して剪断力を操作して外側のナイロンの層 および内側の障害層のそれぞれに対する接着を促進する。一般に剪断力が高い状 態が障害層１５に対する第２の融和性接着層１４の接着を促進する。同様に、低 度の剪断特性は第１の融和性接着層１３をナイロン層に対して押圧する。これが それぞれの層の間の接着を促進し、冷間での衝撃に対する層間剥離特性(cold im pact delamination characteristics)を大きく向上させる。 管１１は（内側伝導層が介在しているかいなかに依存するが）全ての４枚ある いは５枚の層を共有押出し成形することにより形成される。２枚の接着層１３お よび１４をＥＴＦＥあるいはナイロンのいずれかに向って押圧するように操作す ることにより、２枚の接着層を用い、それらを操作した第４の層の上でナイロン １２に向って、かつ第３の層の上でＥＴＦＥに向って押圧させることにより接着 性が向上する。更に、障害層およびナイロン層のそれぞれに対して接着優位性の ある２枚の異なる接着剤を選択することにより前記障害層およびナイロン層に対 する相対的な接着性を向上させることが出来る。しかしながら、接着層は相互に 対して相容性で、かつ接着するものでなければならない。 本発明は以下の詳細に記す例に照らせばよりよく認められる。 例 燃料配管として使用される積層管は厚さが７００ミクロンで、日本国の宇部化 学会社(UBE Chemical of Japan)によって供給されるナイロン１２の外側層１２ を用いて形成される。第１の融和性接着層１３はナイロンと、これも日本国のダ イケン化学会社(Daiken Chemical of Japan)によって供給されるエチレン テト ラフルオロエチレンとの混合物から形成される。その厚さは１０ミクロンである 。第２の融和性接着層１４は、第１の融和性接着層１３と同じ接着剤から形成さ れ、かつ９０ミクロンの厚さを有する。障害層１５はダイケン社から供給される 非伝導性のＥＴＦＥから形成され、かつ１５０ミクロンの厚さを有する。内側伝 導層１６はダイケン社によって販売されている伝導性ＥＴＦＥであり、５０ミク ロンの厚さを有する。これらは、内側伝導性層を押し出しするために使用する押 出機１と、障害層を押し出しするための押出機２と、第２の融和性接着層を押し 出すための押出機３と、第１の融和性接着層を押し出しする押出機４と、ナイロ ン層を押し出する押し出し機５とを用いた以下の押出機の設定状態を使用して共 有押出し成形される。 処理仕様 押出機温度設定状態（℃） 押し出し機は全て前述のパラメータにあわせて設定してあり、押し出し速度は 前述の層の厚さに見合うよう調整されている。ＥＴＦＥの炭素充填層は燃料配管 用の伝導層として作用する。カーボン充填層はＥＴＦＥ非伝導層と同じ材料であ り、従ってこの層に接着する。この非伝導ＥＴＦＥ層は障害層として作用する。 接着剤は、剪断力がかかると、ナイロン１２あるいはＥＴＦＥのいずれかに対す る接着性を発揮する。接着層のために２個の押出機を使用すろことにより、接着 剤の押圧力を変え押出機４を介してナイロン層に、および押出機３を介してＥＴ ＦＥに対する良好な接着性を提供する。この方法は圧力とか直線速度には影響さ れず、従って成功を収めるためのより大きな窓を備えた状態でより安定した処理 方法である。製造された管は剥離することなく工業用の標準的な冷間衝撃試験に 十分耐え、従って自動車用の燃料配管として有用である。 本発明を本発明を実施する好適な方法について説明してきた。しかしながら、 本発明自体は請求の範囲によってのみ規定される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｌ 9/12 Ｆ１６Ｌ 9/12 11/127 11/12 Ｇ // Ｂ２９Ｋ 27:18 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ， ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 最外側の保護層と、内側の炭化水素に対する障害層と、第１と第２の 融和性接着層とを含む、炭化水素を伝送する多層管を形成する方法において、前 記管が４枚の前記層を同時に共有押出し成形することによって形成され、前記第 １の融和性接着層が前記保護層に対して押圧され、前記第２の融和性接着層が前 記障害層に向って押圧されることを特徴とする多層管を形成する方法。 ２． 前記保護層がナイロンであることを特徴とする請求の範囲第１項に記 載の方法。 ３． 前記第１と第２の融和性接着層が同じ材料から形成されることを特徴 とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ４． 前記障害層に接着された最内側の伝導層を共有押出し成形することを さらに含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ５． 前記障害層がフッ素化した重合体であることを特徴とする請求の範囲 第２項に記載の方法。 ６． 前記第１と第２の融和性接着層がナイロンとフッ素化した重合体との 混合物からなることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の方法。 ７． 前記第１の融和性接着剤が前記最外側ナイロン層に優位的に接着し、 前記第２の融和性接着層が前記炭化水素障害層に対して優位的に接着し、前記第 １と第２の融和性接着層が相互に接着することを特徴とする請求の範囲第２項に 記載の方法。 ８． 前記第１の融和性接着層が重量比でより高い割合のナイロンを含有し ていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ９． 請求の範囲第１項に記載の方法によって作られた多層管。 １０． 請求の範囲第２項に記載の方法によって作られた多層管。 １１． 請求の範囲第３項に記載の方法によって作られた多層管。 １２． 請求の範囲第４項に記載の方法によって作られた多層管。 １３． 請求の範囲第５項に記載の方法によって作られた多層管。 １４． 請求の範囲第６項に記載の方法によって作られた多層管。 １５． 請求の範囲第７項に記載の方法によって作られた多層管。 １６． 請求の範囲第８項に記載の方法によって作られた多層管。 １７． ナイロンの外側層と、第１と第２の融和性接着層によって分離され たＥＴＦＥ障害層とを含む多層管であって、 前記第１の融和性接着層が前記ナイロンの外側層の内面に接着され、かつ前記 第２の融和性接着層の外面に接着されており、 前記第２の融和性接着層の内面が前記障害層の外面に接着されており、 前記第１の融和性接着層がナイロンとＥＴＦＥの混合物からなり、前記障害層 に対するよりも前記ナイロンの層に対して優位的に接着し、 前記第２の融和性接着層がナイロンとＥＴＦＥとの混合物からなり、前記ナイ ロンの層に対するよりも前記障害層に対して優位的に接着することを特徴とする 多層管。